KR20020027298A - 낮은 열 전도도를 나타내는 흑연을 함유하는 개방 셀형태의 폴리우레탄 발포체 - Google Patents

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그래햄 이. 테일러
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Abstract

취입제, 셀 개방제 및 층상 흑연의 존재하에서 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시킴으로써 개방 셀 형태의 경직 폴리우레탄 발포체(발포체의 열 전도도는 28 내지 35mw/mk이다)를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 상기 발포체는 난연성 및 낮은 열 전도도를 갖는 발포체가 요구되는 건축 산업에 적용될 수 있다.

Description

낮은 열 전도도를 나타내는 흑연을 함유하는 개방 셀 형태의 폴리우레탄 발포체{OPEN-CELLED POLYURETHANE FOAMS CONTAINING GRAPHITE WHICH EXHIBIT LOW THERMAL CONDUCTIVITY}
당해 분야에는 중합체성 발포체의 난연성을 개선시키기 위한 수많은 방법이 존재한다. 경직 폴리우레탄 발포체의 난연성을 개선시키기 위한 통상적인 방법은 조성물중에 할로겐화된 화합물 또는 인 함유 화합물을 포함시키는 것이다. 다른 방법은 난연제로서 멜라민을 단독으로 또는 다른 난연제와 조합하여 사용하는 것이다. 또 다른 방법은 중합체의 분자구조에 변화를 주는 것으로, 예컨대 폴리이소시아누레아트를 형성시키거나 또는 고농도의 방향족 단위를 포함시키는 것이다. 이러한 방법은 일반적으로 비교적 다량의 특정한 난연제를 필요로 한다. 예컨대, 미국 특허 제 4,221,875 호에는 폴리하이드록실 화합물 100부당 멜라민 분말 20 내지 100부를 사용하는 것이 개시되어 있다.
발포체, 특히 가요성 발포체 분야에 난연성을 제공하는 것으로 보고된 다른 난연제는 팽창성(층상) 흑연이며, 예컨대 미국 특허 제 4,698,369 호 및 제 5,023,280 호를 참조한다.
난연성 발포체를 수득하기 위한 많은 방법이 개시되어 있음에도 불구하고, 발포체의 난연성을 개선시키고자 하는 요구는 계속되고 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 B2 시험[독일 표준 DIN-4102 Teil 1, Mai 1998, baustoffklasse B2]을 통과할 수 있는 난연성 개방 셀 형태의 경직 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 층상 흑연을 단독 난연제로서 사용하여 상기 발포체를 제조하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 B2 불꽃 시험을 충족하는 발포체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 취입제로서 할로겐화된 클로로플루오로카본, 클로로플루오로카본 또는 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않고서 난연성 개방 셀 형태의 경직 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 발포체는 열 절연성을 가지며 구조적 안정성을 제공할 수 있는 저밀도 발포체를 사용하는 것이 바람직한 적용 분야에서 특히 유용하다.
본 발명은 취입제, 셀 개방제 및 층상 흑연의 존재하에서 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시킴으로써 개방 셀 형태의 경직 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 개방 셀을 50%보다 많이 함유하고 층상 흑연을 2중량% 이상 함유하는, 10 내지 45㎏/㎥의 밀도 및 28 내지 35mw/mk의 열 전도도를 갖는 폴리우레탄 발포체에 관한 것이다.
본 발명은 또한 취입제가 실질적으로 물인 발포체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 발포체에 층상(exfoliating) 흑연을 포함시킴으로써 난연성이 개선된 개방 셀 형태의 경직 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 발포체는 할로겐화된 화합물 또는 포스페이트 에스테르와 같은 추가의 난연제를 필요로 하지 않으면서 B2 시험을 통과할 수 있다. 따라서, 상기 발포체는 휘발성 난연제를 사용하지 않고서 제조된다. 미세한 셀 구조로 인해 상기 발포체는 압축 강도를 유지하면서 낮은 열 전도도를 갖는다. 이와 같이 낮은 열 전도도 및 높은 압축 강도를 갖는 발포체는 절연성 건축 용도에 이상적으로 적합하다. 상기 발포체에 다른 난연제를 첨가하면 발포체의 난연성이 더욱 향상된다.
표준 폐쇄 셀 형태의 발포체에 비해, 열 전도도 시효를 갖지 않으면서 개선된 난연성을 갖고 높은 압축 강도를 유지하는 개방 셀 형태의 발포체가 단독 난연제로서 층상 흑연을 사용하여 제조될 수 있음을 예상치 않게 밝혀냈다. 이러한 예상 밖의 결과는 발포체 믹스가 셀 개방제를 셀 크기가 300㎛ 이하가 되도록 함유할 때 얻어진다. 또한, 단독 난연제로서 층상 흑연을 사용하면 휘발성 화합물을 함유하지 않거나 보다 적게 함유하는 난연성 발포체를 제조할 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 폴리우레탄 발포체를 제조하는데 유용한 폴리이소시아네이트는 유리하게는 분자당 평균 2 내지 3.5개, 바람직하게는 2 내지 3.2개의 이소시아네이트기를 갖는 지방족 및 지환족, 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트 또는 이들의 조합물을 포함한다. 톨루엔 디아민 혼합물의 포스겐화에 의해 수득된 조질의 톨루엔 디이소시아네이트 또는 조질의 메틸렌 디페닐아민의 포스겐화에 의해 수득된 조질의 디페닐메탄 디이소시아네이트와 같은 조질의 폴리이소시아네이트가 본 발명의 실시에 사용될 수도 있다. 바람직한 폴리이소시아네이트는 미국 특허 제 3,215,652 호에 개시된 바와 같은 방향족 폴리이소시아네이트이다.
본 발명에 사용하기에 특히 바람직한 폴리이소시아네이트는 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트(MDI)이다. 본원에서 사용되는 MDI는 디페닐메탄 디이소시아네이트 이성체, 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 및 둘 이상의 이소시아네이트기를 갖는 그의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리이소시아네이트를 의미한다. 이소시아네이트기 이외에, 상기 화합물은 또한 카보디이미드기, 우레톤이민기, 이소시아누레이트기, 우레탄기, 알로파네이트기, 우레아기 또는 비우레트기를 함유할 수도 있다. MDI는 아닐린과 포름알데히드를 축합시킨 다음 포스겐화시켜서 수득될 수 있으며, 이 공정은 일명 조질의 MDI를 생성시킨다. 조질의 MDI를 분류함으로써 중합체성 MDI 및 순수 MDI를 수득할 수 있다. 조질의 중합체성 MDI 또는 순수 MDI를 폴리올 또는 폴리아민과 반응시켜 개질된 MDI를 수득할 수 있다. MDI는 유리하게는 분자당 평균 2 내지 3.5개, 바람직하게는 2.0 내지 3.2개의 이소시아네이트기를 갖는다. 메틸렌 브릿지된 폴리페닐 폴리이소시아네이트 및 그와 조질의 디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물이 폴리우레탄을 가교 결합시킬 수 있으므로 특히 바람직하다.
폴리우레탄 발포체를 제조하는데 사용되는 폴리이소시아네이트의 총량은 전형적으로 60 내지 300의 이소시아네이트 반응 지수를 제공하기에 충분해야 한다. 바람직하게는 상기 반응 지수는 70보다 크다. 더욱 바람직하게는 상기 반응 지수는 80보다 크다. 바람직하게는 상기 반응 지수는 250 이하이다. 더욱 바람직하게는 상기 반응 지수는 220 이하이다. 이소시아네이트 반응 지수 100은 물 및 폴리올 조성물로부터 존재하는 이소시아네이트 반응성 수소 원자 1개당 이소시아네이트기 1개에 해당한다.
폴리이소시아네이트 기재된 셀형 발포체의 제조에 유용한 폴리올은 이소시아네이트와 반응할 수 있는 활성 수소 원자를 함유한 둘 이상의 기를 갖는 물질을 포함한다. 이러한 화합물중에서 분자당 둘 이상의 하이드록실, 1차 아민, 2차 아민, 카복실산 또는 티올 기를 갖는 물질이 바람직하다. 분자당 둘 이상의 하이드록실기를 갖는 화합물이 폴리이소시아네이트와 바람직한 반응성을 가지므로 특히 바람직하다.
일반적으로 폴리우레탄을 제조하는데 적합한 전형적인 폴리올은 평균 분자량이 100 내지 10,000이다. 이러한 폴리올은 또한 유리하게는 분자당 활성 수소 원자 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상, 그리고 6개 이하, 바람직하게는 8개 이하의 작용기를 갖는다. 경직 발포체를 제조하기 위해서는 폴리올 또는 폴리올 블렌드가 100 내지 2,000의 평균 분자량 및 2개 이상, 일반적으로는 2 내지 8개의 평균 작용기를 갖는 것이 바람직하다. 평균 분자량이 150 내지 1,100인 폴리올 또는 폴리올 블렌드가 더욱 바람직하다.
대표적인 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리하이드록시 말단화된 아세탈 수지, 하이드록시 말단화된 아민 및 폴리아민을 포함한다. 상기 및 그 밖의 적합한 이소시아네이트 반응성 물질의 예가 미국 특허 제 4,394,491 호에 보다 상세히 기술되어 있다. 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물과 같은 알킬렌 옥사이드를 활성 수소 원자 2 내지 6개, 바람직하게는 3 내지 4개를 갖는 개시제에 첨가함으로써 제조된 폴리올이 바람직하다.
방향족 개시된 폴리올과 관련된 난연성으로 인해, 폴리올 또는 폴리올 블렌드의 일부로서 방향족 개시된 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것이 유리하다. 전술한 폴리올 이외에, 아민 개시된 폴리올이 사용될 수 있다. 유리하게는, 방향족 개시된 폴리에테르 폴리올은 미국 특허 제 3,470,118 호 및 제 4,046,721 호에 개시된 바와 같은 "노볼락(novolac)" 폴리올로 종종 지칭되는 페놀/포름알데히드 수지의 알킬렌 옥사이드 부가물이거나, 미국 특허 제 4,883,826 호, 제 4,939,182 호 및 제 5,120,815 호에 개시된 바와 같은 "마니취(Mannich)" 폴리올로 종종 지칭되는 페놀/포름알데히드/알칸올아민 수지의 알킬렌 옥사이드 부가물이다.
본 발명의 발포체에 사용되는 난연성 물질은 층상 흑연이다(팽창가능한 흑연). 층상 흑연은 열에 노출시 상당히 팽창되도록 층상화제를 하나 이상 함유한 흑연이다. 층상 흑연은 당해 분야에 공지된 과정에 의해 제조된다. 일반적으로, 흑연을 먼저 니트레이트, 크로메이트, 퍼옥사이드와 같은 산화제 또는 전기 분해에 의해 개질시켜 결정층을 개방시킨 다음 니트레이트 또는 술페이트를 상기 흑연내로 삽입시킨다.
목적하는 물성을 제공하기 위해 발포체에 사용되는 층상 흑연의 양은 일반적으로 최종 발포체의 50중량% 미만이다. 바람직하게는, 흑연의 양은 최종 발포체의 40중량% 이하이다. 더욱 바람직하게는, 최종 발포체의 30중량% 이하이다. 가장 바람직하게는, 20중량% 이하의 흑연을 함유하는 발포체이다. B2 시험을 충족하기 위해, 발포체는 일반적으로 2중량% 이상의 흑연을 함유한다. 3중량% 이상의 흑연을 함유하는 발포체가 더욱 바람직하다. 3 내지 10중량%의 흑연을 함유하는 발포체가 가장 바람직하다.
본 발명에 따라, 발포체중 개별적인 셀의 벽은 발포 공정도중 파열된다. 셀 벽의 파열은 고체 또는 액체 셀 개방제의 혼입에 의해 성취된다. 이러한 셀 개방제는 당해 분야에 공지되어 있으며, 일반적으로 계면활성제, 지방산 폴리올 또는 피마자유 및 이들의 개질물과 같은 표면 활성 물질, 및 미국 특허 제 5,312,846 호에 기술된 바와 같은 23mJ/㎡ 미만의 임계 표면 자유 에너지를 갖는 물질이다. 상기 셀 개방제의 조합물도 사용될 수 있다.
표면 활성 물질의 예는 출발 물질의 균일성을 지지하고 선택적으로 셀 구조를 조절하는데 또한 적합한 화합물을 포함한다. 이의 예는 유화제, 예컨대 지방산의 나트륨 염 뿐만 아니라 아민을 갖는 지방산의 염(예: 디에탄올아민 올리에이트, 디에탄올아민 스테아레이트, 디에탄올아민 리시놀리에이트), 술폰산의 염(예: 도데실벤젠술폰산 또는 디나프틸메탄디술폰산의 알칼리 또는 암모늄 염) 및 리시놀레산; 발포 안정화제, 예컨대 실록산-옥스알킬렌 중합체 또는 공중합체 및 다른 오가노폴리실록산, 옥스에틸화된 알킬페놀, 옥스에틸화된 지방 알콜, 파라핀유, 피마자유 및 리시놀레산 에스테르, 터키 레드 오일 및 피넛 오일; 뿐만 아니라 셀 조절제, 예컨대 파라핀, 지방 알콜 및 디메틸 폴리실록산을 포함한다. 더욱이, 폴리옥시알킬렌 및 플루오로알칸 사이드기를 갖는 올리고머성 아크릴레이트가 또한 유화 작용의 개선, 셀 구조 및/또는 발포체 안정화에 적합하다. 이러한 표면 활성 물질은 일반적으로 폴리올 100중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 6중량부의 양으로 사용된다.
상기 물질은, 예컨대 티에이치. 골드쉬미트 아게(Th. Goldschmidt AG)로부터 테고스탭(TEGOSTAB) B8466, 테고스탭 B8919, 테코스탭 8450 및 오르테골(ORTEGOL) 501 및 오에스아이 스페셜티즈-윗코(OSI Specialties-Witco)로부터 계면활성제 6164로 시판중이다.
미국 특허 제 5,312,846 호에 기술된 고체 물질의 예는 플루오르화된 중합체, 예컨대 폴리(헥사플루오로프로필렌), 폴리(1,1-디하이로-퍼플루오로옥틸메타크릴레이트) 및 폴리(테트라플루오로에틸렌)을 포함한다. 이러한 물질은 아이씨아이(ICI)로부터 FL1710 및 FL1200을 포함한 상표명 플루오로글라이드(FLUOROGLIDE) 및 듀퐁(Dupont)으로부터 테플론(TEFLON) MP 1100, 테플론 MP 1200, 테플론 MP 1300 및 테플론 MP 1500을 포함한 상표명 테플론(TEFLON)으로 시판중이다. 또한, 쓰리엠(3M)으로부터 FC-104, FC-75, FC-40, FC-43, FC-70, FC-5312 및 FC-71로 확인되는 물질을 포함한 상표명 플루오리너트(FLUORINERT)로 시판중인 플루오르화된 유기 화합물 및 론-폴랑(Rhone-Poulence)으로부터 PP3, PP6, PP7, PP10, PP11, PP24 및 PP25로 확인되는 물질을 포함한 상표명 플루텍(FLUTEC)으로 시판중인 물질과 같은 액체 제제가 적합한 것으로 개시되어 있다.
취입제는 실질적으로 단독 취입제로서 본질적으로 물로 이루어진 것이 바람직하다. 물은 반응 혼합물중 이소시아네이트와 반응하여 이산화탄소 기체를 형성한 다음 발포체 형성물을 취입한다. 첨가되는 물의 양은 일반적으로 폴리올 100중량부당 4 내지 10중량부이다. 바람직하게는, 폴리올 100중량부당 4 내지 8중량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 7중량부이다.
필요한 경우, 할로겐화된 탄화수소 또는 저비점 탄화수소(정상 압력에서 비점이 -10 내지 +70℃임)와 같은 휘발성 액체, 예컨대 펜탄 및/또는 그의 이성체를 사용할 수 있다.
상기 주요 성분 이외에, 셀형 중합체를 제조하는데 다른 특정한 성분을 사용하는 것이 종종 바람직하다. 이러한 추가의 성분중에는 촉매, 계면활성제, 방부제, 착색제, 산화방지제, 증강제, 가교결합제, 쇄 연장제, 안정화제 및 충전제가 있다. 폴리우레탄 발포체를 제조함에 있어서, 일반적으로 경화될 때까지 발포 반응 혼합물을 안정화시키기 위해 최소량의 계면활성제를 사용하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 계면활성제에는 유리하게는 액체 또는 고체 오가노실리콘 계면활성제가 있다. 달리, 보다 덜 바람직한 계면활성제에는 장쇄 알콜의 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 장쇄 알킬산 술페이트 에스테르의 3차 아민 또는 알칸올아민 염, 알킬 술폰산 에스테르 및 알킬 아릴술폰산이 있다. 이러한 계면활성제는 붕괴 및 크기가 큰 불균일 셀의 형성에 대해 발포 반응 혼합물을 안정화시키기에 충분한 양으로사용된다. 전형적으로, 폴리올 100중량부당 계면활성제 0.2 내지 5중량부가 상기 목적에 적합하다.
폴리올(및 존재하는 경우 물)과 폴리이소시아네이트의 반응을 위해 하나 이상의 촉매를 사용하는 것이 유리하다. 3차 아민 화합물 및 오가노금속 화합물을 비롯하여 임의의 적합한 우레탄 촉매를 사용할 수 있다. 3차 아민 화합물의 예는 트리에틸렌디아민, N-메틸모르폴린, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 1-메틸-4-디메틸아미노에틸피페라진, 3-메톡시-N-디메틸프로필아민, N-에틸모르폴린, 디에틸에탄올아민, N-코코모르폴린, N,N-디메틸-N',N'-디메틸이소프로필프로필렌디아민, N,N-디에틸-3-디에틸아미노프로필아민 및 디메틸벤질아민을 포함한다. 오가노금속 촉매의 예는 오가노수은, 오가노납, 오가노제2철 및 오가노주석 촉매를 포함하고, 이들중 오가노주석 촉매가 바람직하다. 적합한 주석 촉매는 염화제1주석, 카복실산의 주석 염(예: 디부틸틴 디-2-에틸 헥사노에이트), 뿐만 아니라 미국 특허 제 2,846,408 호에 개시된 바와 같은 다른 오가노금속 화합물을 포함한다. 또한, 폴리이소시아네이트를 삼량체화시켜 폴리이소시아누레이트를 생성시키는 촉매, 예컨대 알칼리 금속 알콕사이드를 본 발명에서 선택적으로 사용할 수 있다. 이러한 촉매는 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 형성 속도를 측정가능하게 증가시키는 양으로 사용된다. 전형적인 양은 폴리올 100중량부당 촉매 0.001 내지 5중량부이다. 바람직한 촉매는 하나 이상의 반응성 수소 원자를 함유하는 촉매이다.
달리, 흑연 이외에 그 자체로 공지되어 있는 다른 난연성 성분을 사용할 수있다. 이러한 성분의 예는 할로겐 및/또는 인 함유 화합물, 안티몬 옥사이드, 붕소 함유 화합물 또는 수화된 알루미나를 포함한다. 일반적으로, 추가의 난연제가 존재하는 경우 최종 발포체의 5 내지 20중량%의 양으로 첨가될 것이다. 추가의 난연제를 첨가하면 B2 불꽃 시험을 충족하기 위해 첨가되어야 하는 흑연의 양에 영향을 끼칠 것이다.
본 발명의 발포체는 일반적으로 10 내지 45㎏/㎥의 밀도를 갖는다. 바람직하게는 발포체는 15 내지 35㎏/㎥의 밀도를 갖는다.
폴리우레탄 발포체의 제조에 있어서, 층상 흑연을 비롯한 폴리올(들), 폴리이소시아네이트, 천공화제 및 다른 성분을 접촉시키고, 완전히 혼합시키고, 셀형 중합체내로 확장시켜 경화시킨다. 필요한 것은 아니지만 폴리이소시아네이트 및 활성 수소 함유 성분을 반응시키기 전에 특정한 원료를 예비 블렌딩시키는 것이 종종 편리하다. 예컨대, 폴리올(들), 취입제, 계면활성제, 촉매, 천공화제, 층상 흑연, 및 폴리이소시아네이트를 제외한 다른 성분을 블렌딩시킨 다음 이 혼합물과 폴리이소시아네이트를 접촉시키는 것이 종종 유용하다. 바람직한 양태에 있어서, 층상 흑연은 균일하게 폴리올 성분에 분산된다. 달리, 성분은 모두 폴리이소시아네이트 및 폴리올(들)이 접촉되는 혼합 대역에 개별적으로 도입될 수 있다. 이러한 공정에서, 폴리올중 층상 흑연의 분산액은 별도의 라인에 의해 폴리올중 농축액으로서 혼합 대역에 첨가될 수 있다. 또한, 물의 부재에서 폴리올(들) 모두 또는 일부를 폴리이소시아네이트와 예비 반응시켜 예비중합체를 형성시킬 수 있다.
본 발명의 공정에 의해 제조된 발포체는 절연성 발포체를 사용하는 것이 바람직한 경우면 언제나 사용될 수 있다. 이러한 발포체는 특히 열 절연 물질로서 적용 가능하다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제시되었을 뿐 이로 제한되는 것으로 해석해서는 안된다. 달리 제시되지 않는 한 부 및 %는 모두 중량을 기준으로 한다.
본 실시예에 사용되는 원료에 대한 기술은 다음과 같다.
폴리올 A: 분자량이 614이고 하이드록실 수치가 410인 당 개시된 프로필렌 옥사이드 폴리에테르 폴리올과 분자량이 1011인 모노프로필렌 글리콜 개시된 프로필렌 옥사이드 폴리올의 90:10 블렌드.
폴리올 B: 하이드록실 수치가 196이고 분자량이 945인 방향족 개시된 프로필렌 옥사이드 폴리에테르 폴리올.
IXOL B251: 솔베이(Solvay)로부터 시판중인 할로겐화된 폴리에테르 폴리올.
세이텍스(Saytex) RB 79: 알베 마를(Albe Marle)로부터 시판중인 테트라브로모프탈레이트 무수물의 디에테르 디올.
RA 640: 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)로부터 시판중인 분자량이 350이고 하이드록실 수치가 640인 에틸렌 디아민 개시된 프로필렌 옥사이드 폴리올.
RN 482: 더 다우 케미칼 캄파니로부터 시판중인 분자량이 700이고 하이드록실 수치가 480인 소르비톨 개시된 프로필렌 옥사이드 폴리올.
B8466: 티에이치. 골드쉬미트 케미칼 코포레이션(Th. Goldschmidt Chemical Corporation)으로부터 시판중인 규소계 계면활성제.
테플론 MP 1100: 이.아이. 듀퐁 디니마우어스 앤드 캄파니(E.I. DuPont DeNemours and Company)로부터 시판중인 폴리(테트라플루오로에틸렌).
DMMP: 얼브라이트 앤드 윌슨 리미티드(Albright & Wilson Ltd.)로부터 시판중인 난연제인 디메틸 메틸포스포네이트.
TCPP: 얼브라이드 앤드 윌슨 리미티드로부터 시판중인 난연성 첨가제인 트리스(1-클로로-2-프로필)포스페이트.
TEP: 베이어 에이지(Bayer Ag)로부터 시판중인 난연제인 트리에틸포스페이트.
흑연: 실시예에서 사용되는 층상 흑연은 인도 소재의 아제이 메타켐(Ajay Metachem)으로부터 시판중인 S15-PU120이다.
디스모라피드(Desmorapid) DB: 베이어 에이지로부터 시판중인 디메틸 벤질아민 촉매.
폴리캐트(POLYCAT) 5: 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인코포레이티드(Air Products and Chemicals, Inc.)로부터 시판중인 펜타메틸-디에틸렌 트리아민 촉매.
M229: 더 다우 케미칼 캄파니로부터 시판중인 중합체성 MDI.
기재 폴리올 블렌드는 폴리올 A 13중량부, 폴리올 B 24.4중량부, RA 640 9.75중량부, RN 482 4.14중량부, 글리세린 6.5중량부, B8466 1.58중량부 및 MP1100 C 1.86중량부를 혼합하여 제조하였다.
비이커에 상기 기재 폴리올을 첨가한 다음 추가의 난연제를 첨가하였다. 물 및 촉매를 상기 혼합물에 첨가하고 서서히 교반하였다. 이소시아네이트를 첨가하고, 혼합물을 3000rpm에서 10초 동안 교반한 다음 50×35×15㎝ 크기의 박스 몰드에 부었다. 성분을 변화시키면서 제조한 발포체의 특성을 하기 표 1에 나타낸다. [독일 표준 DIN-4102 Teil 1, Mai 1998, baustoffklasse B2]에 의해 측정된 바와 같은 B2 불꽃 시험을 통과하기 위해서는 불꽃이 15㎝ 미만이어야 한다.
대조 1 2 3 4 5 6
폴리올A 13 13 13 13 13 13 13
폴리올B 24.4 24.4 24.4 24.4 24.4 24.4 24.4
IXOL B251 6.97
세이텍스 RB79 11.38
RA 640 9.75 9.75 9.75 9.75 9.75 9.75 9.75
RN 482 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14
글리세린 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5
물 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6
B8466 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58
MP 1100 1.86 1.86 1.86 1.86 1.86 1.86 1.86
DMMP 9.75 9.75
TCPP 4.65 4.65 14.45 14.45 7.2
TEP 14.4
흑연 18.35 18.35 18.35 9 18.4 18.4
디스모라피드 DB 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23
폴리캐트5 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37
지수 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
M 229 151.39 140.94 140.94 140.94 140.9 140.9 140.9
B2 13 5 6 7 12 10 12
상기 결과는 8중량%의 발포체 수준에서 단독 난연제로서 흑연을 첨가하면 표준 난연제를 함유하는 참고용 발포체 만큼 B2 시험도중 생성되는 불꽃을 감소시키는데 효과적임을 나타낸다(실시예 6). 또한, 추가의 난연제와 함께 흑연을 사용하면 B2 시험으로 측정된 바와 같이 불꽃을 감소시키는데 효과적이었다.
본 발명은 당해 분야의 숙련자들에 의해 상기 교시 내용의 견지에서 다양하게 변형 및 변경될 수 있다. 따라서, 본원에 기술된 본 발명의 다양한 양태는 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어남이 없이 첨부된 청구의 범위에 의해 정의된 바와 같이 변경될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (13)

  1. 취입제, 셀 개방제 및 효과량의 층상 흑연의 존재하에서 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시킴으로써 개방 셀 형태의 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    층상 흑연이 발포체의 2 내지 40중량%의 양으로 존재하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    층상 흑연이 발포체의 3 내지 20중량%의 양으로 존재하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    발포체가 28 내지 35mw/mk의 열 전도도를 갖는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    셀이 300㎛ 이하인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    취입제가 물, 유기 취입제, 탄화수소 또는 이들의 조합물인 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    취입제가 실질적으로 물인 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    발포체가 10 내지 45㎏/㎥의 밀도를 갖는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    발포체가 15 내지 35㎏/㎥의 밀도를 갖는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    폴리올이 100 내지 2,000의 분자량을 갖는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    폴리올이 150 내지 1,100의 분자량을 갖는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    폴리올이 2 내지 8개의 작용기를 갖는 방법.
  13. 300㎛ 미만의 직경을 갖는 개방 셀을 50%보다 많이 함유하고 층상 흑연을 2중량% 이상 함유하는, 10 내지 35㎏/㎥의 밀도 및 28 내지 35mw/mk의 열 전도도를 갖는폴리우레탄 발포체.
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